JPS63178633A - 光受信agc装置 - Google Patents

光受信agc装置

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JPS63178633A
JPS63178633A JP62010429A JP1042987A JPS63178633A JP S63178633 A JPS63178633 A JP S63178633A JP 62010429 A JP62010429 A JP 62010429A JP 1042987 A JP1042987 A JP 1042987A JP S63178633 A JPS63178633 A JP S63178633A
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Yoichi Ogura
洋一 小倉
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、光通信における光受信レベルの変動にかか
わらず、レベル変動の少ない電気信号を得るために好適
な、光受信AGC装四に関するものである。
(従来の技術〉 従来、光通信の受信側においては、受信した光信号を電
気信号に変換するため、APD (AV−alanch
e Photo  Diode)が用いられている。そ
して、光受信AGC装置としては、APDの増倍率制御
と電気AGCとを併用した第3図の如き装置が知られて
いる。APDIにより、受信された光信号が電気信号に
変換され、前置増幅器2へ送出される。この前置増幅器
2では、電気信号が所定の増幅を受け、可変利得増幅器
3へ送られ、ゲインコントロールされて、出力端子11
から出力される。可変利得増幅器3の出力信号は、レベ
ル検出器(ピーク検出器等)4に取込まれ、対応するレ
ベルの信号が出力される。レベル検出器4の出力信号は
、誤差信号増幅器5,6に与えられ、夫々、基準電圧8
,9と比較される。この場合、受光レベルが高い範囲(
即ち、レベル検出器4の出力が基準電圧8の電圧値より
高い場合)では、誤差信号増幅器5が動作し、レベル検
出器4の出力が誤差信号増幅器5で増幅され、その出力
により、可変利得増幅器3のゲインがコントロールされ
る。
即ち、誤差信号増幅器5の出力信号が、可変利得増幅器
3のAGC制御電圧として負帰還される。
受光レベルが所定レベルまで低下すると、可変利得増幅
器3による増幅の限界を越え、可変利得増幅器3の出力
レベルが低下する。このため、レベル検出器4の出力も
低下する。レベル検出器4の出力が低下し、基準電圧9
の電圧値より低下すると、誤着信@僧幅器6が動作し、
この誤差信号増幅器6により増幅されたレベル検出器4
の出力がAPDバイアス供給回路7に与えられる。これ
により、受信レベルが低い範囲では、レベル検出器4の
出力に基づきAPDバイアス供給回路7が制御され1.
A、 P D 1のバイアス電圧が変化させられ入力信
号レベルに対応してAPDlの増倍率の制御がなされる
第4図には、上記光受信AGO装置の動作の特性を示す
グラフが掲げられている。このグラフから明らかなよう
に、可変利得増幅器3は受光レベルが高い領域から受光
レベルがPaとなる迄、ゲインが増加するが〈a)、そ
の制WJ電圧がVaから増加するにもかかわらず(d)
、受光レベルがP、より小さな範囲では、ゲインが増加
せず、一定となる(a)。これに対し、受光レベルがP
a以下の場合には、APDバイアス供給回路7によるバ
イアス電圧の制御で、APDIの増倍率が増加する(b
)。一方、受光レベルがPaを越えると、APDバイア
ス供給回路7が誤差信号増幅器6による制御を受けなく
なり、APDlの増倍率は一定となる(b)。このよう
に、受光レベルがPaとなるのを境にして、受光レベル
が高い範囲では、可変利得増幅器3によるゲインコント
ロールがなされる一方、受光レベルが低い範囲において
はAPDlのバイアスコントロールによるAPI)1の
増倍率制御がなされる結果、レベル検出器4で検出した
ピーク検出電圧に段差が生じる(C)。
即ち、アナログ信号が伝送されてきた場合には、出力端
子11から出力される信号の振幅が、受光レベルがPa
となる点を境に、大きく変化することを意味し、正常な
受信信号が得られない。また、ディジタル信号が伝送さ
れてきた場合には、後段の回路にて振幅を基準として識
別を行わんとしても、識別レベルが変動し、適切な識別
が困難である。また、受光レベルが低い範囲では、AP
Dlの増倍率制御が行われるため、光信号が断となった
場合、APDIのバイアス電圧がAPDlのブレークダ
ウン電圧となり、APDlの雑音電流が増倍され、ピー
ク検出電圧は光信号を受信しているときと変らなくなる
。従って、ピーク検出電圧を監視することによっては、
光信号の断を検出できないという不具合を生じる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記のように、従来の光受信AGCgA置によると、受
光レベルが所定値となる点を基準として、電気的AGC
とAPDの増倍率制御とが切換的に行われるため、可変
利得増幅器の出力のピーク検出電圧に段差が生じ、アナ
ログ信号が伝送されると、振幅の変動のため正常な受信
信号を得ることができず、ディジタル信号が伝送される
と、識別レベルを変化させる必要があり、正しい信号を
得ることが困難であった。また、受光レベルの低い範囲
では、APDのバイアス電圧がブレークダウン電圧とな
り、雑音電流の増倍のため、ピーク検出電圧によっては
、光信号の断を検出できないという問題があった。本発
明は、このような従来の光受信AGC装置の欠点に鑑み
なされたもので、その目的は、AGCが動作する範囲で
は、受信レベルの変化にかかわらず、ピーク検出電圧の
変動をほとんど無くするとともに、光信号が断となった
場合には、ピーク検出電圧の低下により、光信号の断を
的確に検出することの可能な光受信AGC装置を提供す
ることである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明では、光電変換素子と、この光電変換素子により
得られた電気信号を増幅する可変利得増幅器と、この可
変利得増幅器の出力信号に基づいて制御電圧7!i−得
て前記可変利得増幅器の利得制御を行う増幅器制御手段
と、前記制御電圧に基づき第1の電圧と第2の電圧とを
切換えて前記光電変換素子のバイアス電圧として与える
バイアス制御手段とを具備させて光受信AGC装置を構
成したものである。
(作用) 上記構成の光受信AGC装置では、制御電圧が所定とな
ったとき−即ち、受光レベルが所定となったとき−に、
APDのバイアス電圧を、2段階で切換えることにより
、その分、可変利得増幅器の制御電圧が変動して、この
可変利得増幅器によるゲインコントロールが可能な範囲
広がり、ゲインコントロールがなされる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
1図は本発明の一実施例のブロック図である。同図にお
いて、第3図と同一の構成要素には、同一の符号を付し
、その説明を省略する。
この実施例では、誤差信号増幅器5の出力を、ヒステリ
シスコンパレータ10に与えている。ヒステリシスコン
パレータ10は、誤差信号増幅器5の出カー即ち、可変
利得増幅器3の制御電圧−が高いレベルから低い方へ遷
移してゆき、Vc  (第2図(d))となると、第2
の出力レベルの信号をAPDバイアス供給回路7へ出力
する。これにより、APDバイアス供給回路7は、AP
DIの増倍率がydB (第2図(b))となるように
、第2の電圧をバイアス電圧としてAPDIに与える。
一方、可変利得増幅器3の制御電圧が、低いレベルから
高い方へ遷移してゆき、■b (第2図(d))となる
と、ヒステリシスコンパレータ10は、第1の出力レベ
ルの信号をAPDバイアス供給回路7へ出力する。これ
により、APDバイアス供給回路7はAPDlの増倍率
がydB(第2図(b))となるように、第1の電圧を
バイアス電圧としてAPDIに与える。かかるAPDバ
イアス供給回路7の動作によって、APDlの増倍率が
第2図(b)に示す如く変化するが、可変利得増幅器3
、レベル検出器4、誤差信号増幅器5のループの制御に
より可変利得増幅器3のゲインが第2図(a>に示すよ
うに、APDlの増倍率の変化を補負するように(大き
さは同じで、変化の方向を逆にして)構成されている。
以上のように構成された光受信AGC装置の動作を、第
2図を参照して説明する。先ず、受光レベルが高い範囲
においては、ヒステリシスコンパレータ10からは第2
の出力レベルの信号が出力されるから、APDバイアス
供給回路7からは第2の電圧がバイアス電圧として出力
され、APDlの増倍率はVdBとなっている。*光レ
ベルが下降するに従って、可変利得増幅器3の制御電圧
は第2図(d>のUの如く変化する。そして、受光レベ
ルがPbとなり制御電圧が■bまで上昇すると、ヒステ
リシスコンパレータ10が第1の出力レベルの信号を出
力し、これによって、APDバイアス供給回路7が第1
の電圧をバイアス電圧として出力する。これにより、A
PDlの増倍率は、ydaからydBへ変化しく第2図
(b))、レベル検出器4によるピーク検出電圧の上昇
により制御電圧が■8となり(第2図(d))、可変利
得増幅器3のゲインが1χ−yldB低下する。(第2
図(a))。これ以後、受光レベルが下降することによ
り制御電圧が第2図(d>のDの如く変化し、対応して
可変利得増幅器3のゲインが第2図(a)のように変化
する。一方、受光レベルが低い範囲においては、ヒステ
リシスコンパレータ10からは第1の出力レベルの信号
が出力されるから、APDバイアス供給回路7からは第
1の電圧がバイアス電圧として出力され、APDlの増
倍率はydBとなっている。受光レベルが上昇するに従
って、可変利得増幅器3の制御電圧が第2図(d)のD
の如く変化する。そして、受光レベルがP。
となり、制御電圧がvcまで下降すると、ヒステリシス
コンパレータ10が第2の出力レベルの信号を出力し、
これによって、APDバイアス供給回路7が第2の電圧
をバイアス電圧として出力する。
これにより、APDlの増倍率は、ydBからydBへ
変化しく第2図(b))、レベル検出器4によるピーク
検出電圧の下降により、制御電圧がVdとなり(第2図
(d))可変利得増幅器3のゲインがI z−y I 
dB上昇する(第2図(a))。
これ以後、受光レベルが上昇することにより、制御電圧
が第2図(d)のUの如く変化し、対応して、可変利得
増幅器3のゲインが第2図(a)の如く変化する。
このように本実施例では、受光レベルが低下してP、と
なったとき、APDlの増倍率が上昇されその上昇分だ
け可変利得増幅器3のゲインが下降し、その制VAN圧
の曲線が第2図(d>のDに移るから、それ以後の受光
レベルの低下によっても、受光レベルがPbとなる前と
同様可変利得増幅器3のゲイン制御により一元的なゲイ
ンの制御がなされ、かつ、逆に受信レベルが上昇してP
となったとき、APDlの増倍率が下降し、その下降力
だけ可変利得増幅器3のゲインが上昇し、その制御電圧
の曲線が第2図<d)のりに移るから、それ以後の受光
レベルの上昇によっても、受光レベルがP。どなる前と
同様、可変利得増幅器3のゲイン制御により一元的なゲ
インの制御がなされる。このため、ピーク検出電圧は偏
差が少なく、第2図(C)の如く変化する。ここに、特
性のわずかな傾きは、AGCの圧縮残差によるものであ
る。
ところで、受光レベルが、可変利得増幅器3のゲイン上
昇の限界を越えて低下したときには(第2図(a)の特
性曲線がフラットな領域に入ったときには)、APDl
の増倍率が一定でおる(第2図(b))ことから、受光
レベルの低下とともにピーク検出電圧が低下する。従っ
て、このピーク検出電圧(第2図(C))を監視するこ
とにより、光信号の断を検出できる。
上記のように、本実施例では、レベル検出器4、誤差信
号増幅器5、基準電圧8は、可変利得増幅器3の出力信
号に基づいて制御電圧S−得て上記可変利得増幅器3の
利得制御を行う増幅器制御手段100として機能し、ヒ
ステリシスコンパレータ10と、APDバイアス供給回
路7とは、上記制御電圧に基づいて第1の電圧と第2の
電圧とを切換えてAPDlのバイアス電圧として与える
バイアス制御手段200として渫能する。
かくして、本実施例では、APDIの増倍率をヒステリ
シスを持たせて切換え、かつ、この切換え時にAPDI
の増倍率に応じた可変利得増幅器3のゲインの変動が、
逆方向に同じ大きざで生じるので、AGC制御の切換時
にピーク検出電圧に段差が生じることなく、良好な圧縮
特性が得られ、出力レベルは受光レベルの変動に対し、
はぼ一定となる。
ところで、APDの増倍率が受信S/Nに関係を持ち、
受光レベルが高い範囲では最適増倍率が低く、受光レベ
ルが低い範囲では最適増倍率が高いことが知られている
。従って、APDlのバイアス電圧の切換えによって生
じるAPDlの高い方の増倍率χdBを、最小受光レベ
ルでS/Nが最適になるように設定し、低い方の増倍率
ydBを、AGCの所要ダイナミックレンジを考慮する
とともに、高受光レベル領域でS/Nが良好となるよう
に設定するようにすると、全受光レベルの範囲において
、はぼ最適に近いS/Nを実現することが可能である。
尚、本実施例では、ヒステリシスコンパレータ10を用
いたが、上述したバイアス制御手段200の機能を持つ
構成ならば、他の回路によっても良い。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、可変利得増幅器の
制御電圧が所定となったときに、光電変換素子のバイア
ス電圧が、2段階で切換えられ、可変利得増幅器のゲイ
ンが対応して逆方向に変動するから、この可変利得増幅
器でゲインコントロール可能な範囲が広がり、受信レベ
ルの変化にかかわらず、ピーク電圧の変動をほとんど無
くすとともに、光信号が断となった場合には、AGCt
!能の停止により、ピーク検出電圧が低下するから受信
光信号の断を的確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図の実施例の動作を説明するための各部の特性を示す図
、第3図は従来の光受信AGC装置のブロック図、第4
図は第3図の動作を説明するための各部の特性を示す図
である。 1・・・APD       2・・・前置増幅器訃・
・可変利得増幅器  4・・・レベル検出器5.6・・
・誤差信号増幅器 7・・・APDバイアス供給回路 8,9・・・基準電圧 10・・・ヒステリシスコンパレータ 100・・・増幅器制御手段 200・・・バイアス制御手段 代理人 弁理士  本 1) 崇 第1図 第3図 9ffiLへ咲d外−一→ 第2図 受註へJぼdB)−− 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光電変換素子と、この光電変換素子により得られた電気
    信号を増幅する可変利得増幅器と、この可変利得増幅器
    の出力信号に基づいて制御電圧を得て前記可変利得増幅
    器の利得制御を行う増幅器制御手段と、前記制御電圧に
    基づき第1の電圧と第2の電圧とを切換えて前記光電変
    換素子のバイアス電圧として与えるバイアス制御手段と
    を具備したことを特徴とする光受信AGC装置。
JP62010429A 1987-01-20 1987-01-20 光受信agc装置 Expired - Fee Related JP2693427B2 (ja)

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JP2009060203A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Nec Corp 光受信信号断検出回路及び光受信信号断検出方法

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